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本帖最后由 智诚科技 于 2016-1-12 14:48 编辑
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, f& L% j+ M6 Y2 A! ?" [利用运动仿真解决复杂凸轮设计
; G4 n5 ^* m. X: ~5 i4 y- jICT—Torres Zha 1 U2 s# v$ W* M
$ l6 n) l( E6 N) T7 \. x4 u1 W3 N9 o2 T9 V摘要：详解如何利用SOLIDWORKS Motion解决凸轮设计。
/ W7 [3 h d5 j关键字：SOLIDWORKS Motion、运动仿真、凸轮设计
: O2 r' P! x9 ~9 ]* ?7 j& h
4 P) k+ \& Q4 P5 v1 A% g2 u一、背景概述0 l6 k0 n N9 S! n3 Y3 C
凸轮机构最大的有点就是：只要适当的设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且机构简单紧凑。基于凸轮的上述有点，凸轮机构被广泛的应用。然而使用传统的方法计算凸轮的轮廓费时费力。那么如何快速并且精确的得到凸轮的轮廓呢？我们可以借助SOLIDWORKS Motion来帮助我们快速完成凸轮的设计。
2 b8 k6 r- Z) g- `8 O+ X! ASOLIDWORKS Motion是一个虚拟原型机仿真工具，借助在工业动态仿真分析软件领域占主导地位达25年之久的ADAMS的强力支持，SOLIDWORKS Motion能够帮助设计人员在设计前期判断设计是否能达到预期目标
* `% ?. y% x. k本文以SOLIDWORKS2015作为平台，使用SOLIDWORKS Motion完成凸轮的设计。4 h/ B) Y8 F, E/ Z4 h; {' s
二、凸轮设计3 |- w$ K% l1 p( t9 X/ R
1.凸轮设计的模型准备
" ?' q6 ^: O L! q6 M+ r" e* J8 d使用SOLIDWORKS完成如下图所示装配体的建模，并添加恰当的配合。(建模过程省略) g" A( Y/ ~6 ]8 `
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142343ilvl2po0zgx0f0ol.jpg6 K3 _+ b- e* ~( u
图1
0 v7 L; j! l3 _, \: L$ U+ b, t9 b; m* v5 o
2.从动件运动数据点的准备9 ~2 m" p& H" |5 B. F
新建一个excel，并按下图填入数据。并将其另存为CSV格式。# M. L) b4 G! h. [" }+ y' B: O
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142344dhi16593ir79ei9c.jpghttp://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142344bytkf0y9fgoi0itd.jpghttp://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142345f7ukoztci7seru5y.jpg ' O5 e& i6 ~8 y+ `
图2
, j% j/ L) n1 t" [. N$ }3.运动条件分析7 L( L C0 y* C' k3 W: L
该机构中凸轮为其核心零件，但是现在它的设计还没有完成。现在已知从动件需要按照图2所示的数据点进行运动，循环时间为3秒。将数据点用图表表示如下图3所示。
, n/ x: q1 k& S7 a0 s http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142345wvjvjv5mfw33nyvn.jpg
3 _1 T5 Z" _+ Y3 D图3. |7 F& |+ o" Q \1 V2 V
4.运动分析边界条件设定$ J6 u3 F( `( `( X1 c
1.启动SOLIDWORKS Motion插件0 T" M* W, q9 q& }$ S1 @; D
如图4通过选项——>插件——>勾选SOLIDWORKS Motion或者工具——>插件——>勾选SOLIDWORKS Motion启动运动仿真分析7 J p9 z5 {! \7 [. a- j
如图5切换到Motion study视图，并将分析模式切换到Motion分析。& e/ t$ |/ B2 \5 [, {6 d. X- V% m
在视项和相机视图中右键并单击禁用观阅键码播放。
* J) Q7 a$ [6 v1 Y1 p6 y; N- V http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142346m91u92k436tuvut8.jpg6 O" J" W$ J* E' v. J& `' t4 G* }
图4
4 o v* `% m! Z. ]2.我们已知从动件的运动需要符合数据点的规律。为了能满足此要求，我们需要设置一个线性马达来驱动从动件。如图6马达的位置选择从动件的顶面，方向向下，运动的模式切换到数据点模式以打开函数编制程序对话框。在此对话框中设置值为位移，自变量为时间，插值类型选择Akima样条曲线。接着点击输入数据，找到我们在第3步创建的EXCEL表格并打开。在函数编制对话框中确定，在马达编辑中确定。
h- b4 t$ a6 ^ x6 u9 M http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142346b0z909efggngd9hn.jpg. [- p% c* a" \
图5! @# J5 c! \9 L
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142347lury5r3cuvpam395.jpg$ ^+ s% J3 s5 L" k+ e1 j
图6- n( u- ^% E! t) h3 s+ Z: w; M
3.由于从动件的运动周期是3秒，为了保持同步。拖动时间栏的关键帧到3秒，将仿真的周期设置为3秒，如图7。( _5 r' K$ a3 i) s* ^
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142347jw08zevwzkjpznvj.jpg
; L) R O& `4 |6 P图75 q7 h+ D0 j7 m
4.给凸轮添加旋转马达，使凸轮在从动件的一个运动周期中旋转一圈。如图8，旋转马达的位置选择传动轴的边线。运动类型设置为等速，每分钟20圈，确定。! \) q, ^% ?( [/ |5 z M
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142348i88xdfgggi8d7882.jpg9 y' s* j- \" O4 w( Z
图8
$ ?* Z6 _7 r" y6 @6 F. H( u5.添加重力，如图9，方向沿Y轴负方向。
! f5 E' `6 S, h' m- I' {$ P" { http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142348gnfzfa9bvfu7mb7b.jpg
) E4 }# `! b! P# y( c% l6 ?图9 & P! j/ F; F8 h' [( ^0 Q* M" K
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142349g9xuzlqqxqryyl05.jpg; ^2 q! ?- q1 y6 i
0 P+ d3 Y2 F* O+ a4 r8 @图10; p: \ m& K, u$ Z
6.设置运动算例属性
1 a- Y* Z5 E' ?% I0 `为了使获取的凸轮的轮廓精度更高，我们需要提高每秒帧数到100，并选择精确接触。如图10。: H0 k4 [# ^' t- n: `
; l# O" q' e/ F# b
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发表于 2016-1-12 14:47:12
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